CN112306017A - 流水化生产线自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流水化生产线自动控制系统，所述系统包括：数据库存储机构，用于存储预设类型的水果的标准图片，所述标准图片只包括单颗预设类型的水果的图像内容；水果传送机构，包括直流驱动电机、传送轴和传送带，所述传送带用于逐颗传送所述预设类型的水果；网套保存机构，由多个并排放置且容积相同的网套储存盒构成，用于分别存放不同大小的包裹容积的泡沫网套，每一个网套存储盒内存放的各个泡沫网套的包裹容积相等。本发明的流水化生产线自动控制系统逻辑可靠、具有一定的针对性。由于能够基于最近水果颗粒的尺寸自适应选择并弹出对应的泡沫网套，从而方便了后续执行的水果颗粒的现场包裹处理。

Description

流水化生产线自动控制系统

技术领域

本发明涉及流水化生产线领域，尤其涉及一种流水化生产线自动控制系统。

背景技术

流水化生产线一般用于提高工作效率及产量。按照流水线的输送方式大体可以分为：皮带流水装配线、板链线、倍速链、插件线、网带线、悬挂线及滚筒流水线这七类流水线。一般包括牵引件、承载构件、驱动装置、涨紧装置、改向装置和支承件等组成。

流水化生产线的可扩展性高，可按需求设计输送量，输送速度，装配工位，辅助部件，包括快速接头、风扇，电灯，插座，工艺看板，置物台，24V电源，风批等，因此广受企业欢迎；流水线是人和机器的有效组合，最充分体现设备的灵活性，他将输送系统、随行夹具和在线专机、检测设备有机的组合，以满足多品种产品的输送要求。输送线的传输方式有同步传输的/(强制式)，也可以是非同步传输/(柔性式)，根据配置的选择，可以实现装配和输送的要求。由此可见，流水化生产线在企业的批量生产中不可或缺。

目前，在使用流水化生产线的工厂执行水果的网套包裹时，由于水果的颗粒大小是随机的，而供应的水果网套的尺寸是固定的，导致固定尺寸的网套与每一颗水果大小出现不匹配的情况，相对于水果，网套的尺寸太大，会导致水果运输过程中脱落，而网套的尺寸过小，又容易挤压水果颗粒。

发明内容

为了解决水果包装流水化生产线自动化水平有限的技术问题，本发明提供了一种流水化生产线自动控制系统，能够在针对性的视觉检测机制的基础上，基于最近水果颗粒的尺寸自适应选择并弹出对应的泡沫网套，从而方便了后续执行的水果颗粒的现场包裹处理。

为此，本发明需要具备以下几处关键的发明点：

(1)对传送带末端处的单颗水果体积进行估算，基于估算结果自适应选择并弹出不同尺寸的泡沫网套以减少人工操作，提升包装流水线的工作效率；

(2)采用针对性的视觉识别机制对传送带末端处的单颗水果体积进行估算。

根据本发明的一方面，提供了一种流水化生产线自动控制系统，所述系统包括：

数据库存储机构，用于存储预设类型的水果的标准图片，所述标准图片只包括单颗预设类型的水果的图像内容。

更具体地，根据本发明的流水化生产线自动控制系统中，所述系统还包括：

水果传送机构，包括直流驱动电机、传送轴和传送带，所述传送带用于逐颗传送所述预设类型的水果。

更具体地，根据本发明的流水化生产线自动控制系统中，所述系统还包括：

网套保存机构，由多个并排放置的网套储存盒构成，所述多个网套储存盒的容积相同，用于分别存放不同大小的包裹容积的泡沫网套，每一个网套存储盒内存放的各个泡沫网套的包裹容积相等；

现场捕获设备，设置在所述传送带的末端，用于对所述末端处的环境执行现场图像捕获动作，以获得对应的末端捕获图像；

数据增强设备，与所述现场捕获设备连接，用于对接收到的末端捕获图像执行基于密度函数的直方图均衡处理，以获得并输出相应的数据增强图像；

第一处理设备，与所述数据增强设备连接，用于对接收到的数据增强图像执行谐波均值滤波处理，以获得并输出相应的谐波均值滤波图像；

第二处理设备，与所述第一处理设备连接，用于对接收到的谐波均值滤波图像执行带阻滤波处理，以获得并输出相应的带阻滤波图像；

参数探析机构，分别与所述数据库存储机构和所述第二处理设备连接，用于基于所述标准图片在所述带阻滤波图像中识别出一个以上的水果目标分别所在的一个以上的水果目标区域，并获取所述一个以上的水果目标分别对应的成像景深；

信号切换设备，与所述参数探析机构连接，用于基于成像景深最浅的水果目标在所述带阻滤波图像占据的像素的数量估算对应的单颗水果体积；

容积匹配机构，与所述信号切换设备连接，用于基于所述单颗水果体积所在的体积数值范围获取匹配的泡沫网套的包裹容积；

自动弹出机构，包括多个自动弹出单元，分别设置在所述多个并排放置的网套储存盒内，用于在接收到匹配的包裹容积时，驱动对应的网套储存盒内的自动弹出单元以弹出单个泡沫网套。

本发明的流水化生产线自动控制系统逻辑可靠、具有一定的针对性。由于能够基于最近水果颗粒的尺寸自适应选择并弹出对应的泡沫网套，从而方便了后续执行的水果颗粒的现场包裹处理。

具体实施方式

下面将对本发明的流水化生产线自动控制系统的实施方案进行详细说明。

泡沫网套，在用于包裹水果果实时，又被称作为水果网套，是发泡聚乙烯的一种。

泡沫网套的原料是珍珠棉，是一种新型环保的包装材料，由低密度聚乙烯脂经物理发泡产生无数的独立气泡构成。其克服了普通发泡胶易碎、变形、恢复性差的缺点。具有隔水防潮、防震、隔音、保温、可塑性能佳、韧性强、循环再造、环保、抗撞力强等诸多优点，亦具有很好的抗化学性能。是传统包装材料的理想代替品。

然而，在工厂执行水果的网套包裹时，由于水果的颗粒大小是随机的，而供应的水果网套的尺寸是固定的，导致固定尺寸的网套与每一颗水果大小出现不匹配的情况，相对于水果，网套的尺寸太大，会导致水果运输过程中脱落，而网套的尺寸过小，又容易挤压水果颗粒。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种流水化生产线自动控制系统，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的流水化生产线自动控制系统包括：

数据库存储机构，用于存储预设类型的水果的标准图片，所述标准图片只包括单颗预设类型的水果的图像内容。

接着，继续对本发明的流水化生产线自动控制系统的具体结构进行进一步的说明。

所述流水化生产线自动控制系统中还可以包括：

水果传送机构，包括直流驱动电机、传送轴和传送带，所述传送带用于逐颗传送所述预设类型的水果。

所述流水化生产线自动控制系统中还可以包括：

网套保存机构，由多个并排放置的网套储存盒构成，所述多个网套储存盒的容积相同，用于分别存放不同大小的包裹容积的泡沫网套，每一个网套存储盒内存放的各个泡沫网套的包裹容积相等；

现场捕获设备，设置在所述传送带的末端，用于对所述末端处的环境执行现场图像捕获动作，以获得对应的末端捕获图像；

数据增强设备，与所述现场捕获设备连接，用于对接收到的末端捕获图像执行基于密度函数的直方图均衡处理，以获得并输出相应的数据增强图像；

第一处理设备，与所述数据增强设备连接，用于对接收到的数据增强图像执行谐波均值滤波处理，以获得并输出相应的谐波均值滤波图像；

第二处理设备，与所述第一处理设备连接，用于对接收到的谐波均值滤波图像执行带阻滤波处理，以获得并输出相应的带阻滤波图像；

参数探析机构，分别与所述数据库存储机构和所述第二处理设备连接，用于基于所述标准图片在所述带阻滤波图像中识别出一个以上的水果目标分别所在的一个以上的水果目标区域，并获取所述一个以上的水果目标分别对应的成像景深；

信号切换设备，与所述参数探析机构连接，用于基于成像景深最浅的水果目标在所述带阻滤波图像占据的像素的数量估算对应的单颗水果体积；

容积匹配机构，与所述信号切换设备连接，用于基于所述单颗水果体积所在的体积数值范围获取匹配的泡沫网套的包裹容积；

自动弹出机构，包括多个自动弹出单元，分别设置在所述多个并排放置的网套储存盒内，用于在接收到匹配的包裹容积时，驱动对应的网套储存盒内的自动弹出单元以弹出单个泡沫网套。

所述流水化生产线自动控制系统中：

自动弹出机构还包括与所述容积匹配机构连接的盒体选择单元，所述盒体选择单元分别与所述多个自动弹出单元连接。

所述流水化生产线自动控制系统中还：

每一个自动弹出单元包括串口通信接口、电磁阀和弹性元件，所述弹性元件为弹性平板，所述电磁阀与所述串口通信接口连接，所述串口通信接口与所述盒体选择单元连接，所述电磁阀用于驱动所述弹性元件的弹出和归位。

所述流水化生产线自动控制系统中：

在所述水果传送机构中，所述直流驱动电机的输出端与所述传送轴连接，所述传送带设置在所述传送轴上。

所述流水化生产线自动控制系统中还可以包括：

市电输入接口，用于为所述系统的各个用电部件提供电力供应；

电压转换机构，与所述市电输入接口连接，还分别与所述第一处理设备、所述第二处理设备、所述参数探析机构和所述信号切换设备连接。

所述流水化生产线自动控制系统中：

所述电压转换机构用于提供所述第一处理设备、所述第二处理设备、所述参数探析机构和所述信号切换设备各自需要的供电电压。

所述流水化生产线自动控制系统中还可以包括：

IIC通信接口，分别与所述第一处理设备、所述第二处理设备、所述参数探析机构和所述信号切换设备连接；

其中，所述IIC通信接口用于分别为所述第一处理设备、所述第二处理设备、所述参数探析机构和所述信号切换设备中的每一个提供工作需要的各项配置参数。

另外，在所述流水化生产线自动控制系统中，IIC(Inter-Integrated Circuit)其实是IICBus简称，所以中文应该叫集成电路总线，它是一种串行通信总线，使用多主从架构，由飞利浦公司为了让主板、嵌入式系统或手机用以连接低速周边设备而发展。IIC串行总线一般有两根信号线，一根是双向的数据线SDA，另一根是时钟线SCL。所有接到IIC总线设备上的串行数据SDA都接到总线的SDA上，各设备的时钟线SCL接到总线的SCL上。为了避免总线信号的混乱，要求各设备连接到总线的输出端时必须是漏极开路(OD)输出或集电极开路(OC)输出。设备上的串行数据线SDA接口电路应该是双向的，输出电路用于向总线上发送数据，输入电路用于接收总线上的数据。而串行时钟线也应是双向的，作为控制总线数据传送的主机，一方面要通过SCL输出电路发送时钟信号，另一方面还要检测总线上的SCL电平，以决定什么时候发送下一个时钟脉冲电平；作为接受主机命令的从机，要按总线上的SCL信号发出或接收SDA上的信号，也可以向SCL线发出低电平信号以延长总线时钟信号周期。总线空闲时，因各设备都是开漏输出，上拉电阻Rp使SDA和SCL线都保持高电平。任一设备输出的低电平都将使相应的总线信号线变低，也就是说：各设备的SDA是“与”关系，SCL也是“与”关系。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或他们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种流水化生产线自动控制系统，其特征在于，所述系统包括：

数据库存储机构，用于存储预设类型的水果的标准图片，所述标准图片只包括单颗预设类型的水果的图像内容。

2.如权利要求1所述的流水化生产线自动控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

水果传送机构，包括直流驱动电机、传送轴和传送带，所述传送带用于逐颗传送所述预设类型的水果。

3.如权利要求2所述的流水化生产线自动控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

网套保存机构，由多个并排放置的网套储存盒构成，所述多个网套储存盒的容积相同，用于分别存放不同大小的包裹容积的泡沫网套，每一个网套存储盒内存放的各个泡沫网套的包裹容积相等；

现场捕获设备，设置在所述传送带的末端，用于对所述末端处的环境执行现场图像捕获动作，以获得对应的末端捕获图像；

数据增强设备，与所述现场捕获设备连接，用于对接收到的末端捕获图像执行基于密度函数的直方图均衡处理，以获得并输出相应的数据增强图像；

第一处理设备，与所述数据增强设备连接，用于对接收到的数据增强图像执行谐波均值滤波处理，以获得并输出相应的谐波均值滤波图像；

第二处理设备，与所述第一处理设备连接，用于对接收到的谐波均值滤波图像执行带阻滤波处理，以获得并输出相应的带阻滤波图像；

参数探析机构，分别与所述数据库存储机构和所述第二处理设备连接，用于基于所述标准图片在所述带阻滤波图像中识别出一个以上的水果目标分别所在的一个以上的水果目标区域，并获取所述一个以上的水果目标分别对应的成像景深；

信号切换设备，与所述参数探析机构连接，用于基于成像景深最浅的水果目标在所述带阻滤波图像占据的像素的数量估算对应的单颗水果体积；

容积匹配机构，与所述信号切换设备连接，用于基于所述单颗水果体积所在的体积数值范围获取匹配的泡沫网套的包裹容积；

自动弹出机构，包括多个自动弹出单元，分别设置在所述多个并排放置的网套储存盒内，用于在接收到匹配的包裹容积时，驱动对应的网套储存盒内的自动弹出单元以弹出单个泡沫网套。

4.如权利要求3所述的流水化生产线自动控制系统，其特征在于：

自动弹出机构还包括与所述容积匹配机构连接的盒体选择单元，所述盒体选择单元分别与所述多个自动弹出单元连接。

5.如权利要求4所述的流水化生产线自动控制系统，其特征在于：

每一个自动弹出单元包括串口通信接口、电磁阀和弹性元件，所述弹性元件为弹性平板，所述电磁阀与所述串口通信接口连接，所述串口通信接口与所述盒体选择单元连接，所述电磁阀用于驱动所述弹性元件的弹出和归位。

6.如权利要求5所述的流水化生产线自动控制系统，其特征在于：

在所述水果传送机构中，所述直流驱动电机的输出端与所述传送轴连接，所述传送带设置在所述传送轴上。

7.如权利要求6所述的流水化生产线自动控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

市电输入接口，用于为所述系统的各个用电部件提供电力供应；

电压转换机构，与所述市电输入接口连接，还分别与所述第一处理设备、所述第二处理设备、所述参数探析机构和所述信号切换设备连接。

8.如权利要求7所述的流水化生产线自动控制系统，其特征在于：

所述电压转换机构用于提供所述第一处理设备、所述第二处理设备、所述参数探析机构和所述信号切换设备各自需要的供电电压。

9.如权利要求8所述的流水化生产线自动控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

IIC通信接口，分别与所述第一处理设备、所述第二处理设备、所述参数探析机构和所述信号切换设备连接；

其中，所述IIC通信接口用于分别为所述第一处理设备、所述第二处理设备、所述参数探析机构和所述信号切换设备中的每一个提供工作需要的各项配置参数。